引江济淮东淝河船闸施工技术

针对引江济淮东淝河船闸四面临水、建设条件复杂、船闸闸室墙一次成型等问题,进行水文与地质情况分析,并进行降水井的试验井对比试验,确定了深基坑降水方案与监测方法。结合已有船闸闸室墙钢筋安装和人字门安装方法,分析其存在的问题,提出船闸闸室墙钢筋整体预制与安装、人字门精细制作与精确定位等施工技术。研究成果保证东淝河复线船闸得以顺利建成,提升了船闸建设安全与质量,闸室墙钢筋预制安装工艺在船闸闸室墙工程的应用进一步丰富和提升了改扩建船闸施工的方法和品质。

基于航道-船闸系统模型的内河多线船闸调度优化仿真

为了缓解船舶过闸需求和船闸服务能力之间的矛盾,以内河多线船闸为研究对象,利用元胞自动机原理建立了包括顺直段和弯曲段的航道船舶交通流模型,在考虑闸室分配规则、BL排样算法和多闸室并行调度规则的基础上建立了多线船闸调度优化仿真模型,并利用内河航运系统船舶交通组织方法,将船闸与航道两个子模型看成系统模型中的节点和通道,建立了船闸-航道一体的多线船闸系统调度优化模型。以长洲水利枢纽四线船闸为研究对象,根据建立的船舶交通流模型和多线船闸系统调度优化仿真模型对航道船舶交通流时空分布特性、船闸调度优化指标等进行了仿真分析。试验结果表明:船舶上下行平均延误较实际分别降低了10.3%、8.8%,上下行闸室利用率分别提高了7.4%、7.1%。

基于低碳理念的船闸闸室结构选型

针对船闸闸室结构形式对碳排放的影响问题,建立船闸建设期的碳排放计算模型,计算并分析其在建筑材料生产、运输和施工3个阶段的碳排放量。得出结论:闸室结构选型时宜优选钢筋混凝土结构,墙体较高且两侧均有回填时优选整体式结构并优选低碳混凝土材料。

船闸通过能力主要影响因素

分析了苏北运河部分船闸的通过能力及其主要影响因素,结果发现2001年施桥船闸单驳和单船的平均吨位分别为228t和168t,主要分别集中于100～300t和50～300t,而船队和单船的闸室有效面积利用率主要分别集中于0 4～0 7和0 6～0 7,这说明船型、吨位以及闸室有效面积利用率确定的一次过闸吨位对于船闸通过能力的影响最大。

闸室船舶组合优化动态模型

基于心理学理论,对待闸船舶提出了极限等待时间的概念.提出将船舶按照特大型、大型、中型、小型设立排队队列,并基于0-1规划建立闸室船舶组合优化动态模型.以泰州船闸某一天上行过闸为例,应用闸室船舶组合优化动态模型对其进行优化调度.结果表明,优化后总闸次数、平均每闸吨位、船舶平均待闸时间、平均闸室利用率等指标比优化前均有了不同程度的改善.

提高三峡船闸运行效率的船舶过闸方式研究

为充分发挥长江"黄金水道"的作用和优势,提高三峡船闸的通过能力,通过分析三峡船闸近5年的运行数据,对某些关键运行参数与设计值进行比较后发现,现行过闸方式的进闸时间和移泊时间过长,是导致船闸实际日运行闸次低于设计值的主要原因。在此基础上,提出在船闸上下游水域设置虚拟闸室的方案,经实船测试资料统计分析,研究了设置虚拟闸室的必要性和船队过闸方案理论上的可行性。可为进一步提升三峡船闸的日运行闸次和通过能力提供理论支撑。

贵港二线船闸闸室消能工优化试验研究

依托贵港二线船闸,建立1∶30比尺的物理模型,对闸室不同消力梁布置型式下的水流条件和船舶停泊条件进行研究。结果表明:底槛高0.9 m、透水孔口高度0.4 m的布置方案,闸室内水流较均匀,未观测到明显的横向水面比降,水面无局部紊动,船舶停泊条件较好。

天津港复线船闸船舶在闸室的停泊条件分析

根据天津港复线船闸水力学模型试验结果,分析船闸输水系统在灌泄水过程中影响系缆力的因素。并针对海船闸的船舶允许系缆力标准进行了探讨。

船舶进出船厢对三峡升船机对接锁定机构受力的影响分析

三峡升船机是三峡枢纽两大通航建筑物之一,主要为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。船舶进出三峡升船机船厢过程中,船厢侧水体质量变化和水面波动产生的纵向倾斜力矩均由船厢对接锁定机构承担,如果船厢侧的荷载变化超过对接锁定装置的允许值,将影响船厢对接安全。建立了比尺为1∶12的三峡升船机船厢及下游引航道局部物理模型,针对3 500 t散货船开展船舶进出船厢的水力学模型试验,分析船舶吃水、船舶进出船厢的速度、水面波动与锁定机构受力间的关系。从保障三峡升船机船厢对接锁定机构安全角度,建议通过三峡升船机的3 500 t散货船进出船厢航速0.5 m/s时,船舶吃水不大于2.70 m。

贵港二线船闸闸室双明沟内设消力槛试验研究

文章以贵港二线船闸为依托,通过建立1∶30比尺的物理模型,对闸室第一道明沟内距闸墙3.70 m处分别增设(高×宽)0.4 m×0.5 m、0.6 m×0.5 m和0.9 m×0.5 m连续消力槛下的水流条件和船舶停泊条件进行研究,对消力槛布置在不同明沟、布置连续或间断消力槛进行对比分析研究。结果表明,在闸室第二道明沟内布置消力槛对水流的分配、调整作用有限,间断消力槛水面交错较连续槛方案布置激烈。几种方案下,在闸室第一道明沟内距闸墙3.70 m处增设0.6 m×0.5 m连续消力槛方案消能效果最优,闸室内水流较均匀,未观测到明显的横向水面比降,水面无局部紊动,船舶的停泊条件较好,也为以后研究同一类型的船闸闸室消能工形式奠定了基础。

有限元法建立船闸闸室墙计算模型

对于岩基上船闸闸室墙的计算方法大多均是作了许多假定不完善的近似方法,其假定是否成立仍需在理论、实验上进一步探讨。而作为精确求解的有限元法在船闸闸室墙结构计算中应用较少,其关键在于正确地建立一套与之相适应的有限元前、后处理模型。本文结合沙溪船闸闸室工程实例,对闸室墙有限元模型前、后处理方法进行分析。

船闸一次过闸平均吨位计算模型

为研究内河船闸通过能力，对其关键参量一次过闸平均吨位的计算方法进行改进，建立了基于船舶吨位与面积关系的一次过闸平均吨位计算模型．结合实测资料，对模型的船舶吨位与面积关系以及闸室利用率进行了分析．船舶吨位与面积关系可采用线性、二次多项式等函数进行回归分析得到，闸室利用率可采用其年平均值，一般在0．5～0．7之间．验证表明：该模型结构简单，能够得到令人满意的结果；较之规范（JTJ305-2001）推荐的方法，回避了过闸设计船型的选取及其组合等不确定性因素，能够动态地反映船舶大型化和标准化趋势的影响，根据实际或预测的船舶平均吨位即可连续计算一次过闸平均吨位，为船闸通过能力计算提供了新思路．

适应整体式闸室结构的船闸输水系统研究

采用整体式闸室结构的船闸,闸室宽度较大时需采用左、右侧完全独立的输水系统布置型式,相关规范中经典左、右侧独立的输水系统布置适用于较低水头船闸,若应用于中、高水头船闸则闸室内停泊条件较差,且系缆力难以满足要求。以水头近20 m,闸室平面尺寸达120.0 m×23.0 m的孤山船闸为例,对左、右侧独立的船闸输水系统布置型式创新设计进行了介绍。通过类比分析、数模计算和物理模型试验研究,最终确定了独创性的自分流全闸室出水2区段4纵支廊道等惯性输水系统布置型式及阀门运行方式,很好地解决了中、高水头船闸在大闸室宽度下,左、右侧输水系统完全独立带来的闸室内停泊条件较差的问题。相关经验可供类似中、高水头船闸设计参考。

厚覆盖层高水头船闸闸室-省水池布置及地基处理方法

京杭运河穿黄工程场地覆盖层深厚,上跨方案的渡槽水位与两岸地面高差达30 m以上。针对渡槽两端的高水头船闸多级分散错层式省水池,提出了墙背高填式、墙背低填式两种闸池布置方案。利用ABAQUS软件分别建立平面有限元模型,研究了闸池沉降、闸室底板弯矩在施工期、使用期的全过程时空变化特征,探讨了高填土对闸室的作用机理。结果表明:1)在天然地基条件下,两种布置方案闸池沉降均较大,墙背高填土下曳力、边载产生底板负弯矩,基本上抵消了土压力产生的正弯矩,导致两种方案底板弯矩差异不大,且始终由负弯矩控制。2)地基处理方法是减小闸池沉降、改善闸室受力条件的关键技术问题之一。3)闸室、墙背填土的多桩型组合处理法和基坑外填土的排水固结预压法值得进一步深化研究。

京杭运河台儿庄三线船闸通过能力及闸室尺度

船闸通过能力的确定应充分考虑货运量及船舶发展要求,以避免成为制约内河航运发展的瓶颈。通过对台儿庄船闸过闸货运量增长和船型现状及发展趋势的分析与预测,基于计算机模拟技术,获得设计水平年船闸一次过闸平均吨位和平均船舶艘次以及闸室利用率,分别计算京杭运河拟建台儿庄三线船闸采用不同闸室尺度时的通过能力,并复核已建船闸的通过能力,最后通过分析货运量预测值、船型发展及船闸节水等条件,选择科学、合理的船闸闸室尺度。

三峡船闸闸槽开挖施工

三峡工程双线五级船闸开挖采用了综合控制爆破技术,施工中严格控制超挖和爆破震动,确保闸槽直立墙和高边坡的稳定。本文阐述了船闸闸槽开挖的爆破方案及施工方法,重点论述了影响爆破效果的诸因素及对策;并以全过程大量监测数据表明,在距爆区10m处质点振速控制在10cm/s以下,岩壁面成型较好,边坡超挖控制在20cm以内,残留的半孔率80%以上,闸槽开挖爆破施工质量优良。

基于遗传算法的三峡-葛洲坝船闸闸室编排算法

三峡升船机的投入运行以及多线梯级联合调度环境的改变,给三峡升船机与船闸联合调度问题提出了新的挑战,其中闸室编排是求解三峡升船机与船闸联合调度问题的重要组成部分。在借鉴目前已有传统算法的基础上,提出了基于遗传算法的三峡-葛洲坝船闸闸室编排算法,并介绍了编码表示、选择策略、杂交算子和变异操作过程。选取三峡-葛洲坝船闸2015年4月船舶流数据进行测试,比较本文提出算法与实际人工处理产生的闸室编排以及待闸时间结果,验证了该算法的有效性和实用性。

船闸水域船舶列队协同停船预测控制器

为提高船舶在闸室水域的航行效率和安全性,开展了船闸水域船舶列队协同停船控制方法的研究。建立了闸室水域船舶列队直航运动模型,基于模型预测控制原理分别提出了速度-时间法和速度-位移法两种船舶停船控制方法。针对船舶列队协同停船控制需求,结合停船经济性和平顺性设计了船舶列队停船控制目标函数,以船舶纵向间距保持、输入为约束,提出了基于集中式模型预测控制的船舶列队协同停船控制器。仿真结果表明,所设计的单船停船控制器和船舶列队停船控制器均具有较好的控制效果。相对而言,速度-时间法在平顺性上具有明显优势,速度-位移法则在经济性上表现更好,且有更高的控制精准度和稳定性。

大藤峡船闸总体设计布置

大藤峡水利枢纽工程是打通西江亿吨黄金水道的关键项目,坝址河段航运要求高,货运量大,通航建筑物船闸的总体设计布置对整个枢纽的布置方案、货运量、运行管理、投资起着至关重要的作用。对于船闸的总体设计,首先根据工程区地形地质条件,结合枢纽布置要求选择船闸位置,在此基础上,对闸首、闸室、输水系统、上下游引航道、口门区及连接段、待闸锚地等进行设计,并根据模型试验成果优化输水系统结构尺寸及口门区整流措施。大藤峡船闸无论是规模、水头还是水位变幅条件和水力指标要求均达到了国内外已建船闸的最高水平,其总体布置可为大尺度、高水头船闸的设计提供一定的参考作用。

帷墙格栅消能室在瓯江外雄船闸中的应用

根据瓯江内河航道规划,已建的外雄船闸过闸船舶由300 t提升到500 t。提出采用设置帷墙格栅消能室对船闸进行改造,在不改变船闸主体结构的条件下满足500 t船舶停泊安全和闸室有效长度不足的问题,在此基础上开展了1∶20的船闸输水系统物理模型试验。研究结果表明:在船闸短廊道输水系统中设置帷墙格栅消能室的形式,不仅能缩短镇静段长度,而且能显著改善闸室内流态,使输水时间、船舶停泊条件均满足设计和规范要求,是一种适用于集中输水系统的消能工布置形式。